Generale disequilibrio con l ambiente superficiale + Grande varietà di condizioni ambientali + Diverse situazioni di sforzo applicato sui materiali

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1 IL DEGRADO DELLE ROCCE Molti tipi di rocce utilizzate nei manufatti. Si distinguono: per natura geologica (sedimentarie, magmatiche, metamorfiche); per composizione (carbonatiche, silicatiche); per struttura (isotrope, anisotrope, porfiriche, grana, porosità); per grado di coesione dei minerali costituenti; per caratteristiche fisico-meccaniche (durezza, resistenza alla compressione, dilatazione termica, capacità termica, rigidità). Generale disequilibrio con l ambiente superficiale + Grande varietà di condizioni ambientali + Diverse situazioni di sforzo applicato sui materiali Variabilità elevata di tipologia, velocità ed entità del degrado Proprietà fisiche delle rocce: porosità (primaria, secondaria) assorbimento d acqua; peso specifico; durezza; resistenza a compressione, trazione, flessione resistenza allo sforzo; anisotropia; proprietà termiche (conducibilità, capacità, espandibilità termica); colore, ornamentazione.

2 Tensioni interne rilasciate in seguito a sollecitazioni Scagliatura superficiale Sollecitazioni di varia natura: assorbimento di umidità/essiccamento; gelo/disgelo; azione di sale; sollecitazioni meccaniche (terremoti, traffico urbano, esplosioni); Scagliatura di un granito dovuto all azione dell umidità. L azione del sale ha portato ad un progressivo rilascio delle tensioni interne.

3 Fontana in un blocco di granito: l azione di imbibizione dell acqua ha portato ad un progressivo rilascio di tensioni interne che ha provocato una esfoliazione superficiale. Deformazione plastica di una roccia dolomitica dovuta al carico sopportato dall architrave.

4 Sezione di un antica colonna (Acropoli di Atene) ruotata e dislocata a causa degli innumerevoli terremoti subiti nel corso dei 2400 anni di esposizione al degrado. Alterazione del colore: l originario colore blu-grigio si è modificato in un colore giallo-ocra, a causa dei processi di ossidazione superficiale in questo calcare dolomitico.

5 Castello di Herten (Westphalia, Germania). Degrado di una arenaria calcarea in un ambiente fortemente industrializzato. Accelerazione dei processi di degrado dall industrializzazione ad oggi: processi chimici di degrado legati alla variazione della composizione dell atmosfera e delle piogge.

6 Atmosfera: azoto (78%), ossigeno (21%) e anidride carbonica; contiene molti altri gas disciolti: SO 2, SO 3, NO X, O 3, Cl 2 prodotti sia da processi naturali che dall uomo: vulcani, incendi di foreste, polveri da deserti, vegetazione, batteri; combustione di combustibili fossili (autotrasporto, riscaldamento, industria, aerei); particellato atmosferico, polveri dalle attività umane. Radiazione solare: catalizza molte reazioni di degrado Distribuzione mondiale delle piogge acide. Linee a uguale valore del ph delle piogge.

7 Porosità e risalita capillare di acqua e sali dal terreno e circolazione di acqua piovana. Esempio di degrado di una arenaria per (a) polverizzazione superficiale per perdita di coesione tra granuli e (b) per la formazione di una crosta indurita.

8 Scagliatura per indurimento superficiale. CaCO 3 proveniente dalla calce adiacente. Modello di distribuzione dei sali solubili a diverse altezze dal terreno.

9 Effetto della risalita capillare di sale anticongelante (NaCl o CaCl 2 ) Altro esempio di calcare fortemente danneggiato dall azione del sale (i numeri rappresentano in mm la profondità del foro).

10 1500 B.C B.C. Sequenza degli eventi storici di un obelisco egiziano in granito (obelisco di Cleopatra), che attualmente si trova a New York. a) Heliopolis (vicino al Cairo) b) Heliopolis distrutta dai Persiani. Augusto eretta ad Alessandria Nel 1800 a New York

11 Degrado per dissoluzione: formazione di croste di gesso in calcare Degrado può anche essere dovuto a batteri, alghe, funghi, licheni. In questo caso un fungo Hematococcus pluvialis popola le fratture di un marmo.

12 Effetto delle piante superiori può essere meccanico oppure legato all azione chimica degli apparati radicali. Anche gli animali possono contribuire al degrado. Effetto di litodomi su colonne durante periodi di immersione sotto il livello marino, a causa del bradisismo (Napoli)

13 Comportamento dei minerali di Fe durante il degrado. Vene di pirite in calcare trasformate in limonite per ossidazione. Fratturazione di una lastra per formazione di ruggine attorno a perni di supporto.

14 a b Azione del calore: incendi; (a) estesa esfoliazione in una arenaria quarzosa (Cattedrale di Mainz, 1953); (b) Esfoliazione superficiale in calcare (Cattedrale di S. Stefano, Vienna, 1945) Azione del ghiaccio (gelo/disgelo) Blocco di calcare in una cava; la fratturazione è dovuta all azione del gelo/disgelo, ed è più intensa nei punti di maggior concentrazione dell umidità.

15 APPROFONDIMENTI Gottardi V. (1977) - I Ceramici, Patron Editore - Bologna. Scarinci G., Toninato T. & Locardi B. (1977) - Vetri, Ambrosiana Ed. - Milano. Winkler E.M. (1994) - Stone in Architecture, Springer-Verlag. Velde B. & Druc I.C. (1998) - Archaeological Ceramic Materials, Springer-Verlag. Wagner G.A. (1998) - Age Determination of Young Rocks and Artifacts, Springer- Verlag.

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